普通糖尿病药物有望治疗新冠肺炎
二甲双胍是一种广泛使用的降糖药。它通常被用于2型糖尿病的早期治疗(结合饮食和生活方式的改变),超过3400万美国人患有2型糖尿病。
二甲双胍的作用是降低血压葡萄糖生产在肝脏中,降低血糖水平,进而提高身体对胰岛素的反应。但科学家也注意到二甲双胍具有抗炎作用尽管这种活动的基础尚不清楚。
在该杂志在线发表的一项研究中细胞代谢在美国,由加州大学圣地亚哥医学院的研究人员领导的一个多机构团队确定了二甲双胍抗炎活性的分子机制,并在小鼠研究中发现,二甲双胍可以预防感染SARS-CoV-2的动物的肺部或肺部炎症,这种病毒导致COVID-19。
过去一年里,几项回顾性临床研究报告称,糖尿病和肥胖患者在COVID-19住院前使用二甲双胍与降低严重程度和死亡率相关。糖尿病和肥胖都被认为是COVID-19的风险因素,并与更严重的后果有关。值得注意的是,其他用于控制血糖水平的药物似乎没有产生类似的效果。
但是,尽管这些临床研究表明,二甲双胍的抗炎活性而不是降低血糖可能是降低COVID-19严重程度和死亡率的原因,但没有一项研究提供了解释,也没有开展获得决定性答案所需的大型随机临床试验。
“临床研究都受到干扰,难以得出结论。他们的发现有一些怀疑论,”相应的研究作者Michael Karin博士说,他是药理学和病理学的杰出教授,加州大学圣地亚哥医学院线粒体和代谢疾病的Ben和Wanda Hildyard主席。“而且因为二甲双胍是一种专利过期的低成本药物,进行大规模试验的动力很小,这相当昂贵。”
Karin和其他资深作者Elsa Sanchez-Lopez博士,整形外科的助理教授,博士后Hongxu Xian博士,以及其他人,将他们的注意力转移到急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的小鼠模型上,这是一种危及生命的疾病,液体泄漏到肺部,使呼吸困难,限制主要器官的氧气供应。
急性呼吸窘迫综合征由创伤、细菌或病毒感染引发。它是COVID-19住院患者的常见死亡原因。研究人员发现,在暴露于细菌内毒素(细菌性肺炎的替代物)之前或之后给小鼠服用二甲双胍,可抑制ARDS的发生并减轻其症状。二甲双胍还能显著降低内毒素挑战小鼠的死亡率,并抑制IL-1β的产生和体内炎症小体的组装肺泡巨噬细胞- - - - - -免疫细胞在肺部发现的。
IL-1β和IL-6是一种叫做细胞因子的小蛋白质,作为早期免疫反应引起炎症。在感染SARS-CoV-2的人体内,它们的数量通常会高度升高,形成“细胞因子风暴”,身体开始攻击自己的细胞和组织。它们是急性免疫反应出错的迹象。
IL-1β的产生依赖于一种称为炎症小体的大型蛋白质复合体,在死亡的COVID-19患者的肺组织中发现其存在高度增加,这是由洛杉矶Cedars-Sinai医疗中心的Moshe Arditi医学博士和Timothy R. Crother博士的共同作者发现的。
加州大学圣地亚哥分校的研究人员与斯克里普斯研究所的同事合作,证实二甲双胍抑制了炎症小体的激活,并防止了sars - cov -2诱导的小鼠肺部炎症。
利用巨噬细胞进行的细胞培养研究揭示了二甲双胍发挥抗炎活性的潜在机制:线粒体产生的ATP减少。ATP是线粒体用来为细胞储存化学能的分子。它对所有细胞过程都是必不可少的,但肝细胞中ATP产生的减弱是二甲双胍降低血糖作用的原因。
巨噬细胞中较低数量的ATP导致线粒体DNA合成的抑制,此前Karin的实验室已经确定这是NLRP3炎症小体激活的关键步骤。随后的研究发现,清除受损的线粒体降低了NLRP3炎症小体的活性,减少了炎症。
加州大学圣地亚哥分校的研究人员还证实,去除CMPK2酶(胞苷单磷酸激酶2)对巨噬细胞线粒体DNA合成的特定干扰抑制了IL-1β(而不是IL-6)的产生,并防止了ARDS的发生。
桑切斯·洛佩兹说:“这些实验有力地表明,二甲双胍或CMPK2抑制剂进入肺巨噬细胞的改善可以为严重的COVID-19和其他形式的ARDS提供新的治疗方法。”
作者说,研究结果表明二甲双胍可能有治疗潜力,用于治疗各种神经退行性疾病和心血管疾病,其中NLRP3炎症小体激活是一个因素。炎症小体激活的抑制也可能是解释不清的抗衰老作用的原因二甲双胍卡琳说。
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